工業(yè)自動化系統(tǒng)相關(guān)知識簡介

機電一體化相關(guān)知識簡介天津市龍洲科技儀器目錄TOC\o"1-4"\h\z第一章PROFIBUS工業(yè)總線控制系統(tǒng)〕與電動機有關(guān)的參數(shù)－請參看電動機的銘牌。2〕表示該參數(shù)包含有更詳細的設(shè)定值表，可用于特定的應用場合。請參看CD上的“參考手冊〞和“操作說明書〞用于參數(shù)化的電動機銘牌數(shù)據(jù)圖3-4典型的電動機銘牌舉例提示如果P0003≥2，只能看到參數(shù)P0308和P0309。究竟可以看到其中的哪一個參數(shù)，決定于P0100的設(shè)定值。P0307所顯示的單位是kW或HP，決定于P0100的設(shè)定值。詳細的資料請參看參數(shù)表。除非P0010=1，否那么是不能更改電動機參數(shù)的。確信變頻器已按電動機的銘牌數(shù)據(jù)正確地進行配置，即在上面的例子中，電動機為△形接線時端子電壓應接230V。將變頻器復位為工廠的缺省設(shè)定值為了把變頻器的全部參數(shù)復位為工廠的缺省設(shè)定值，應按照下面的數(shù)值設(shè)定參數(shù)〔用BOP，AOP或必要的通訊選件〕：1.設(shè)定P0010=302.設(shè)定P0970=1說明完成復位過程至少要3分鐘。故障和報警如果安裝的是BOP，在出現(xiàn)故障時可以顯示最近發(fā)生的8種故障狀態(tài)〔P0947〕和報警信號(P2110〕。更多的信息請參看“參數(shù)表〞MICROMASTER系統(tǒng)參數(shù)的簡要介紹變頻器的參數(shù)只能用根本操作面板〔BOP〕，高級操作面板〔AOP〕或者通過串行通訊接口進行修改。用BOP可以修改和設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)，使變頻器具有期望的特性，例如，斜坡時間，最小和最大頻率等。選擇的參數(shù)號和設(shè)定的參數(shù)值在五位數(shù)字的LCD〔可選件〕上顯示。只讀參數(shù)用rxxxx表示，Pxxxx表示設(shè)置的參數(shù)。P0010起動“快速調(diào)試〞。如果P0010被訪問以后沒有設(shè)定為0，變頻器將不運行。如果P3900>0，這一功能是自動完成的。P0004的作用是過濾參數(shù)，據(jù)此可以按照功能去訪問不同的參數(shù)。如果試圖修改一個參數(shù)，而在當前狀態(tài)下此參數(shù)不能修改，例如，不能在運行時修改該參數(shù)或者該參數(shù)只能在快速調(diào)試時才能修改，那么將顯示。忙碌信息某些情況下-在修改參數(shù)的數(shù)值時-BOP上顯示：最多可達5秒。這種情況表示變頻器正忙于處理優(yōu)先級更高的任務。訪問級變頻器的參數(shù)有4個用戶訪問級；即標準訪問級，擴展訪問級，專家訪問級和維修級。訪問的等級由參數(shù)P0003來選擇。對于大多數(shù)應用對象，只要訪問標準級〔P0003=1〕和擴展級〔P0003=2〕參數(shù)就足夠了。每組功能中出現(xiàn)的參數(shù)號取決于P0003中設(shè)定的訪問級。訪問級：1P0003 用戶訪問級最小值訪問級：1CStat: CUT 數(shù)據(jù)類型:U16 單位:- 缺省值: 1參數(shù)組: 常用使能有效:立即快速調(diào)試:否最大值: 4本參數(shù)用于定義用戶訪問參數(shù)組的等級。對于大多數(shù)簡單的應用對象，采用缺省設(shè)定值(標準模式)就可以滿足要求了?？赡艿脑O(shè)定值:0 用戶定義的參數(shù)表-有關(guān)使用方法的詳細情況請參看P0013的說明1 標準級:可以訪問最經(jīng)常使用的一些參數(shù)。2 擴展級:允許擴展訪問參數(shù)的范圍，例如變頻器的I/O功能。3 專家級:只供專家使用。4 維修級:只供授權(quán)的維修人員使用-具有密碼保護。通訊采用的串行通訊接口所有的標準西門子變頻器都有一個串行接口。串行接口采用RS485雙線連接，其設(shè)計標準適用于工業(yè)環(huán)境的應用對象。單一的RS485鏈路最多可以連接30臺變頻器，而且根據(jù)各變頻器的地址或者采用播送信息都可以找到需要通訊的變頻器。鏈路中需要有一個主控制器〔主站〕，而各個變頻器那么是附屬的控制對象〔從站〕。采用串行接口有以下優(yōu)點：大大減少布線的數(shù)量。無須重新布線，即可更改控制功能。可以通過串行接口設(shè)置和修改變頻器的參數(shù)?？梢赃B續(xù)對變頻器的特性進行監(jiān)測和控制。串行通訊的工作情況串行通訊采用精心設(shè)計的硬件和軟件協(xié)議。軟件協(xié)議中規(guī)定了信號的波特率，字長，表示的意義等，而且可以由設(shè)計者根據(jù)其特殊的需要來定義。也可以專門開發(fā)符合自己需要的通訊標準，但是，大多數(shù)用戶還是采用現(xiàn)在已有的標準。典型的串行通訊標準是RS232和RS485。它們定義了電壓，阻抗等。但不對軟件協(xié)議給予定義RS485：這一標準的應用范圍要大的多。它是為多臺機器之間進行通訊而設(shè)計的，有著很高的抗噪聲能力，而且允許工作在超長距離的場合〔可達1000m〕。RS485采用差動電壓，在0與5V之間切換。所有的西門子變頻器都采用RS485硬件，有的也提供RS232接口。圖13-1典型的RS485多站接口采用通用的串行接口協(xié)議通用的串行接口協(xié)議〔USS〕按照串行總線的主-從通訊原理來確定訪問的方法?？偩€上可以連接一個主站和最多31個從站。主站根據(jù)通訊報文中的地址字符來選擇要傳輸數(shù)據(jù)的從站。在主站沒有要求它進行通訊時，從站本身不能首先發(fā)送數(shù)據(jù)，各個從站之間也不能直接進行信息的傳輸。PZD區(qū)域〔過程數(shù)據(jù)區(qū)〕通訊報文的PZD區(qū)是為控制和監(jiān)測變頻器而設(shè)計的。在主站和從站中收到的PZD總是以最高的優(yōu)先級加以處理。處理PZD的優(yōu)先級高于處理PKW的優(yōu)先級，而且，總是傳送接口上當前最新的有效數(shù)據(jù)。表13-4PZD〔過程數(shù)據(jù)〕區(qū)的結(jié)構(gòu)雖然根據(jù)P2023〔訪問級3〕的設(shè)置，變頻器也可以采用0到4個字長的PZD進行操作，但是，MICROMASTER4通常采用的是2個字長的PZD。非2個字長的PZD例子將在后面討論。任務報文〔主站→MICROMASTER4〕STW：PZD任務報文的第1個字是變頻器的控制字〔STW〕。通過USS控制的變頻器〔參看參數(shù)P0700〕所提供的控制字的含義如下表所示：表13-5變頻器的控制字〔STW〕位00“On〔斜坡上升〕/OFF1〔斜坡下降〕〞。0否1是位01“OFF2：按慣性自由停車〞。0是1否位02“OFF3：快速停車〞。0是1否位03“脈沖使能〞。0否1是位04“斜坡函數(shù)發(fā)生器〔RFG〕使能〞。0否1是位05“RFG開始〞。0否1是位06“設(shè)定值使能〞。0否1是位07“故障確認〞。0否1是位08“正向點動〞。0否1是位09“反向點動〞。0否1是位10“由PLC進行控制〞。0否1是位11“設(shè)定值反向〞。0否1是位12未使用。位13“用電動電位計〔MOP〕升速〞。0否1是位14“用MOP降速〞。0否1是位15本機/遠程控制。0P0719下標01P0719下標1說明：對于變頻器收到的控制字，其位10必須設(shè)置為1。如果位10是0，控制字將被棄置不顧，變頻器像它從前一樣的控制方式繼續(xù)工作。位15選擇的本機/遠程控制功能在較早期出版的軟件版本〔r0018=1.05〕中是有效的。HSW：PZD任務報文的第2個字是主設(shè)定值〔HSW〕。這就是主頻率設(shè)定值，是由主設(shè)定值信號源USS提供的，〔參看參數(shù)P1000〕。有兩種不同的方式〔COM或BOP鏈路串行接口〕，按照P2023〔“USS規(guī)格化〞〕的設(shè)置可以定義采用哪種方式如果P2023設(shè)置為0，數(shù)值是以十六進制數(shù)的形式發(fā)送，即4000〔hex〕規(guī)格化為由P2000設(shè)定的頻率。如果P2023設(shè)置為1，數(shù)值是以絕對十進制數(shù)的形式發(fā)送〔即4000〔十進制〕〔=0FA0hex〕等于40.00Hz。〕應答報文〔MICROMASTER4→主站〕ZSW：PZD應答報文的第1個字是變頻器的狀態(tài)字〔ZSW〕。變頻器的狀態(tài)字通常由參數(shù)r0052定義。其定義的含義如下：表13-5變頻器的狀態(tài)字〔ZSW〕位0變頻器準備。0否1是位1變頻器運行準備就緒。0否1是位2變頻器正在運行。0否1是位3變頻器故障。0是1否位4OFF2命令激活。0是1否位5OFF3命令集活。0否1是位6禁止on〔接通〕命令。0否1是位7變頻器報警。0否1是位8設(shè)定值/實際值偏差過大。0是1否位9PZDl〔過程數(shù)據(jù)〕控制。0否1是位10已到達最大頻率。0否1是位11電動機電流極限報警。0是1否位12電動機抱閘制動投入。0是1否位13電動機過載。0是1否位14電動機正向運行。0否1是位15變頻器過載。0是1否如果您希望選擇與此不同的應答報文狀態(tài)字，可以這樣來做，即對參數(shù)P2023或P2023的下標0中狀態(tài)字的信號源另外進行定義。它們都是訪問級3的參數(shù)，所以，P0003必須設(shè)置為=3，以便訪問這些參數(shù)。HIW：PZD應答報文的第2個字是主要的運行參數(shù)實際值〔HIW〕。通常，把它定義為變頻器的實際輸出頻率。通過P2023〔如上所述〕進行規(guī)格化，也適用于這一數(shù)值。如果您希望選擇與此不同的運行參數(shù)實際值〔PZD應答報文中〕，可以這樣來做，即對參數(shù)P2023或P2023的[下標1]中的實際值信號源重新定義〔例如，設(shè)置為27，可給出實際輸出電流〕。這些參數(shù)都屬于訪問級3，因此，P0003必須設(shè)置為=3，以便訪問這些參數(shù)。PROFIBUS概況PROFIBUS是一種開放的標準通訊協(xié)議，它是針對一般工業(yè)環(huán)境下的應用而設(shè)計和開發(fā)的。協(xié)議的標準由EN50170〔卷2〕規(guī)程加以規(guī)定，而且已經(jīng)被世界范圍的許多制造商開發(fā)，贊同和采用。目前，PROFIBUS控制有很多種產(chǎn)品〔由各個不同的公司生產(chǎn)〕可供選用，這些公司還制造傳動設(shè)備，執(zhí)行機構(gòu)，閥，以及可編程序控制器〔PLC〕和其它的系統(tǒng)控制器。PROFIBUS的運行可以通過各式各樣的硬件連接介質(zhì)，例如光纖和RS485。有三種版本的PROFIBUS：FMS，DP和PA，所有這些版本都可以使用。常用的版本是DP，適用的控制對象是一般的工業(yè)應用。這是由西門子傳動產(chǎn)品支持的版本。PROFIBUS的使用為了連接成PROFIBUS系統(tǒng)，必須采用PROFIBUS模板。這一模板安裝在變頻器的正面，通過RS485串行接口與變頻器進行通訊。在PROFIBUS模板的底板上裝有一個9針的“D型〞插頭/座〔這是PROFIBUS標準的要求〕。PROFIBUS系統(tǒng)以類似于USS的方式對變頻器進行控制和監(jiān)測。PROFIBUS協(xié)議較之USS協(xié)議更為復雜，但采用專用軟件進行的控制程序開發(fā)也最好。雖然PROFIBUS系統(tǒng)比某些協(xié)議，例如USS協(xié)議，更為復雜，但是，它具有以下一些優(yōu)點：是開放的，定義透明的系統(tǒng)。由不同的制造商開發(fā)了多種產(chǎn)品。在工業(yè)應用中證明效果很好。減少了現(xiàn)場布線的數(shù)量；便于〔不用更改布線〕重新編程，監(jiān)測和控制。速度快，可達12Mbaud。一個DP系統(tǒng)最多可以連接125個從站?？梢杂梢粋€主站或多個主站進行操作。通訊方式可以是點對點或播送方式。有支持和開發(fā)軟件供使用。PROFIBUS模板PROFIBUS模板是一個可選件，用戶采用這一選件后，可以通過PROFIBUS－DP串行總線〔SINECL2-DP〕對MICROMASTER4進行控制。PROFIBUS－DP是一個價格適當?shù)母咚俅型ㄓ嵪到y(tǒng)，是執(zhí)行機構(gòu)和/或傳感器領(lǐng)域最優(yōu)化的系統(tǒng)，因為這一領(lǐng)域的設(shè)備對縮短系統(tǒng)的響應時間有著很高的要求。PROFIBUS按照分布式I/O系統(tǒng)來操作，即是說，RS485串行總線系統(tǒng)把各個站點連接在一起，取代了傳統(tǒng)的傳感器和執(zhí)行機構(gòu)的布線方式。由于近年來總線的數(shù)據(jù)傳輸速率已提高到12MBd，PROFIBUS系統(tǒng)對這些應用對象的適用性得以大大增強。通訊協(xié)議的定義遵循DIN19245標準和EN50170標準的要求，保證PROFIBUS－DP的各個站點之間是開放的，多主的通訊方式。一個總線系統(tǒng)最多可以把125個站點鏈接成為一個網(wǎng)絡，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非常靈活，可以使系統(tǒng)優(yōu)化，完全可以滿足每個被控設(shè)備的需求。PROFIBUS-DP是西門子公司生產(chǎn)的新一代SIMATICS7自動化系統(tǒng)的核心。采用這種簡單的總線系統(tǒng)，可以把工程設(shè)計，可視化和PLC控制集成在一起。為了配置一個以SIMATIC為根底的自動化系統(tǒng)，需要在一臺PC上運行相關(guān)的STEP7配置工具。總線的配置是在圖象顯示的PROFIBUS-DP網(wǎng)絡中采用拖動和下沉技術(shù)來完成的。采用PROFIBUS-DP來實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化，其優(yōu)點如下面所列：?由操作面板，變頻器，傳感器，執(zhí)行機構(gòu)以及PLC組成自動化系統(tǒng)時只需要一個簡單的網(wǎng)絡。?在設(shè)備安裝時間和電纜布線方面節(jié)約費用。?用SIMATICS7PLC系統(tǒng)和STEP7軟件進行調(diào)試，使調(diào)試工作十分簡便。?系統(tǒng)投運以后，擴展和改造自動化系統(tǒng)具有很大的靈活性。?便于集成到更高一級的過程可視系統(tǒng)中，例如PCS7。?在設(shè)備出現(xiàn)問題的情況下，遠程診斷功能減少了停機時間。PROFIBUS模板的特點通過PROFIBUS總線系統(tǒng)可進行快速的周期通訊。PROFIBUS支持的波特率可達12MBd。采用PROFIBUS-DP協(xié)議最多可以控制125臺變頻器(帶有重發(fā)器)。符合EN50170標準的要求，保證串行總線系統(tǒng)的通訊是開放的。它可以與串行總線上其它的PROFIBUS-DP/SINECL2DP外圍設(shè)備一起使用。數(shù)據(jù)格式符合VDI/VDE標準3689“變速傳動裝置的PROFIBUSProfile〞。具有連接SIMOVIS或其它維修工具的非周期通訊通道。支持PROFIBUS控制命令SYNC和FREEZE。使用S7管理軟件，或其它任何專用的PROFIBUS調(diào)試工具，系統(tǒng)配置十分方便。采用專門設(shè)計的功能塊(S5)和軟件模塊(S7)，可以簡便地集成到SIMATICS5或S7的PLC系統(tǒng)中。模板從變頻器的正面插入，操作十分方便。不需要單獨的供電電源?？梢酝ㄟ^串行總線讀2出數(shù)字和模擬的輸入，控制數(shù)字和模擬的輸出。對過程數(shù)據(jù)的響應時間為5mS。輸出頻率(和電動機速度)可以在變頻器的機旁控制，也可以通過串行總線進行遠程控制?？梢詫崿F(xiàn)多結(jié)點運行，控制數(shù)據(jù)通過端子(數(shù)字輸入)輸入，設(shè)定值通過串行總線輸入。另一種方法是，設(shè)定值由機旁信號源(模擬輸入)給定，傳動裝置的控制通過串行總線進行。所有的變頻器參數(shù)都可以通過串行鏈路進行訪問。PROFIBUS模板安裝在變頻器的正面，推入輕便。為了拔出模板，必須拉開固定在底板上的卡子。說明：只有在變頻器斷電時才允許把PROFIBUS模板插入變頻器，或從變頻器上拔出該模板。如果PROFIBUS模板與面板上的SUB-D插座連接，那么，6SE32變頻器內(nèi)部的RS485連接端子(端子23和24)必須是空閑不用的。PROFIBUS模板不能用電纜與變頻器連接。按照VDI/VDE3689的規(guī)定：PROFIBUS-DP通訊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以是PPO類型1或PPO類型3。其含義實際上就是，發(fā)送的數(shù)據(jù)總是過程數(shù)據(jù)〔發(fā)送報文中的控制字、設(shè)定值和接收報文中的狀態(tài)字、實際值)。如果總線的頻帶寬度或PLC的存貯空間非常珍貴，那么，參數(shù)數(shù)據(jù)的交換就可能被封鎖。數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和PPO的類型，通常由總線的主站確定。如果沒有指定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的PPO類型(例如，如果把ROFIBUS-DP/PROFIBUSFMS總線主站結(jié)合起來使用)，缺省的PPO類型是1，允許進行參數(shù)數(shù)據(jù)的交換)。從串行鏈路傳輸?shù)倪^程數(shù)據(jù)與參數(shù)數(shù)據(jù)相比，具有更高的優(yōu)先級。這就是說，修改設(shè)定值或改變變頻器的控制命令，要比修改參數(shù)的命令具有更快的處理速度。根據(jù)需要，可以使能或禁止通過串行鏈路'寫'參數(shù)，而通過串行鏈路'讀'參數(shù)永遠是允許的，可以連續(xù)讀出變頻器的數(shù)據(jù)，診斷信息，故障信息等。這樣，可以輕而易舉地組成可視系統(tǒng)?？梢韵褡冾l器沒有安裝PROFIBUS模板時那樣，任何時候都能在變頻器的機旁用On-(接通運行)，Off-(停車)，Jog-(點動)和Reverse-(反向)按鈕控制電動機。PROFIBUS電纜連接到PROFIBUS模板正面的9針SUB-D插座上。表39 PROFIBUSSUB-D插座的插針功能分配端子號功能、信息1不接線(NC)2NC3RS485的發(fā)送和接收線，雙線，正的差動輸入/輸出B/P4請求發(fā)送(RTS)6終端電阻的5V帶隔離的供電電源7NC8RS485的發(fā)送和接收線，雙線，負的差動輸入/輸出A/N9NC表310與數(shù)據(jù)傳輸速率相應的最大電纜長度數(shù)據(jù)傳輸速率(Kbit/s)每段的最大電纜長度(m)9.60

19.20

93.75

187.50

500.00

500.00

12000.001200

1200

1200

1000

400

200

100電纜的屏蔽層必須與SUB-D插頭/座的外殼相連。采用RS485重發(fā)器可以擴展一段電纜長度。建議采用：SINECL2型RS485重發(fā)器(訂貨號:6ES7972-0AA00-0XA0)。為了保證串行總線系統(tǒng)運行可靠，電纜的兩端必須接有終端電阻。為了使運行速率到達12MBd，電纜兩端必須連接到裝有內(nèi)置阻尼網(wǎng)絡的插頭/座上。此外，在12MBd運行速率下總線電纜的末端不允許有多余的裸露短線。為了在數(shù)據(jù)傳輸速率到達12MBd時運行可靠，下面的表3-11中列出了適宜的SINEC-L2DP插頭/座：表311插頭/座和電纜的訂貨號訂貨號說明6ES7972-0BB10-0XA0帶PG接口的總線插接器6ES7972-0BA10-0XA0不帶PG接口的總線插接器6XV1830-0AH10總線電纜長度20m隨PROFIBUS模板一起供貨的軟盤上帶有關(guān)于配置PLC系統(tǒng)的手冊和2個數(shù)據(jù)文件?？焖僭O(shè)置PROFIBUS的指導原那么必須正確地連接主站與變頻器之間的總線電纜，包括必要的終端電阻和終端網(wǎng)絡(在通訊速率為12

MBd時)?？偩€電纜必須是屏蔽電纜，其屏蔽層必須與電纜插頭/座的外殼相連。PROFIBUS主站的配置必須正確，允許采用PPO1型或PPO3型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)與DP從站的通訊〔如果不能由遠程的操作控制來配置數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的PPO類型，那就只能是PPO1型〕。當Simatic管理器用于S7時，必須裝載目標管理器?？偩€必須是運行的(對于SIMATIC模板，操作控制板的開關(guān)必須設(shè)定為"運行(RUN)")?？偩€的波特率不得超過12MBd。PROFIBUS模板必須與變頻器正確地匹配，變頻器必須是上電狀態(tài)。變頻器的從站地址〔參數(shù)P0918〕必須正確設(shè)置，使它與PROFIBUS主站配置的從站地址相一致，總線上定義的每個變頻器的地址必須是唯一的。注：將參數(shù)P0719設(shè)置為66，參數(shù)P0918設(shè)置為5〔此參數(shù)根據(jù)硬件組態(tài)變頻器的組態(tài)地址設(shè)置一直即可，可設(shè)置成任何數(shù)值，在本系統(tǒng)中我們設(shè)置為5〕即可。更換操作面板小結(jié)在機電一體化設(shè)備中變頻器的參數(shù)設(shè)置如下：P0003=3P0010=1P0304=380VP0305=1.12AP0307=0.37KWP0310=50HzP0311=1400rpmP700=6P0918=5P1080=8P1082=50P3900=1〔假設(shè)電機的運動方向和實際所需要的方向相反，可通過設(shè)置P1820的參數(shù)進行換向〕具體參數(shù)定義和其它功能設(shè)置可詳見《MicroMaster420通用型變頻器使用大全》。伺服電機操作·顯示型號說明伺服放大器伺服電機系統(tǒng)構(gòu)成圖伺服電機規(guī)格小慣量系列〔GYS電機〕3000r/min伺服電機外型尺寸圖小慣量系列〔GYS電機〕3000r/min伺服放大器規(guī)格根本規(guī)格：接口規(guī)格連接圖〔參考〕小結(jié)在機電一體化設(shè)備中伺服電機驅(qū)動器應用于升降梯立體倉庫單元中，用于控制升降梯的內(nèi)進和外送〔即使工件進入不同的庫位〕。接線說明：驅(qū)動器CN1接頭采用12芯屏蔽線進行連接PinWirecolorexplain1紅P242白CONT13粉CONT24紫CONT35淺綠CONT46綠CONT514蘭M2413淺粉M519黃PPI8棕*CA21黑*CB22灰Vrif伺服電機采用速度控制時參數(shù)設(shè)置：no.09→01〔控制模式切換〕;no.10→01(CONT1信號分配伺服啟動RUN);no.11→02(CONT2信號分配復位);no.12→05(CONT3信號分配緊急停止);no.13→16(CONT4信號分配手動反轉(zhuǎn));no.14(CONT5信號分配手動正轉(zhuǎn))→15;no.74→17〔CONT一直有效1〕伺服電機采用位置控制時：no.01→16384(命令脈沖補償α);no.02→125(命令脈沖補償β);no.03→00(輸入脈沖串形式);no.05→00(調(diào)整模式);no.10→01(CONT1伺服啟動);no.11→05(CONT2緊急停止);no.09→00〔控制模式切換〕具體參數(shù)定義和其它功能設(shè)置可詳見《富士伺服系統(tǒng)FALDIC-Wseries用戶手冊》。步進電機系列步進電機相關(guān)知識簡介什么是步進電機?步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。通俗一點講：當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度〔及步進角〕。您可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而到達準確定位的目的；同時您可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而到達調(diào)速的目的。步進電機分哪幾種?步進電機分三種：永磁式〔PM〕，反響式〔VR〕和混合式〔HB〕永磁式步進一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進角一般為7.5度或15度；反響式步進一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進角一般為1.5度，但噪聲和振動都很大。在歐美等興旺國家80年代已被淘汰；混合式步進是指混合了永磁式和反響式的優(yōu)點。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為1.8度而五相步進角一般為0.72度。這種步進電機的應用最為廣泛。步進電機精度為多少？是否累積?一般步進電機的精度為步進角的3-5%，且不累積。步進電機的外表溫度允許到達多少?步進電機溫度過高首先會使電機的磁性材料退磁，從而導致力矩下降乃至于失步，因此電機外表允許的最高溫度應取決于不同電機磁性材料的退磁點；一般來講，磁性材料的退磁點都在攝氏130度以上，有的甚至高達攝氏200度以上，所以步進電機外表溫度在攝氏80-90度完全正常。為什么步進電機的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降?當步進電機轉(zhuǎn)動時，電機各相繞組的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。在它的作用下，電機隨頻率〔或速度〕的增大而相電流減小，從而導致力矩下降。為什么步進電機低速時可以正常運轉(zhuǎn),但假設(shè)高于一定速度就無法啟動,并伴有嘯叫聲?步進電機有一個技術(shù)參數(shù)：空載啟動頻率，即步進電機在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負載的情況下，啟動頻率應更低。如果要使電機到達高速轉(zhuǎn)動，脈沖頻率應該有加速過程，即啟動頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻〔電機轉(zhuǎn)速從低速升到高速〕。如何克服兩相混合式步進電機在低速運轉(zhuǎn)時的振動和噪聲?步進電機低速轉(zhuǎn)動時振動和噪聲大是其固有的缺點，一般可采用以下方案來克服：

A.如步進電機正好工作在共振區(qū)，可通過改變減速比等機械傳動避開共振區(qū)；

B.采用帶有細分功能的驅(qū)動器，這是最常用的、最簡便的方法；

C.換成步距角更小的步進電機，如三相或五相步進電機；

D.換成交流伺服電機，幾乎可以完全克服震動和噪聲，但本錢較高；

E.在電機軸上加磁性阻尼器，市場上已有這種產(chǎn)品，但機械結(jié)構(gòu)改變較大。細分驅(qū)動器的細分數(shù)是否能代表精度?步進電機的細分技術(shù)實質(zhì)上是一種電子阻尼技術(shù)〔請參考有關(guān)文獻〕，其主要目的是減弱或消除步進電機的低頻振動，提高電機的運轉(zhuǎn)精度只是細分技術(shù)的一個附帶功能。比方對于步進角為1.8°的兩相混合式步進電機，如果細分驅(qū)動器的細分數(shù)設(shè)置為4，那么電機的運轉(zhuǎn)分辨率為每個脈沖0.45°，電機的精度能否到達或接近0.45°，還取決于細分驅(qū)動器的細分電流控制精度等其它因素。不同廠家的細分驅(qū)動器精度可能差異很大；細分數(shù)越大精度越難控制。如何確定步進電機驅(qū)動器的直流供電電源?電壓確實定混合式步進電機驅(qū)動器的供電電源電壓一般是一個較寬的范圍〔比方IM483的供電電壓為12～48VDC〕，電源電壓通常根據(jù)電機的工作轉(zhuǎn)速和響應要求來選擇。如果電機工作轉(zhuǎn)速較高或響應要求較快，那么電壓取值也高，但注意電源電壓的紋波不能超過驅(qū)動器的最大輸入電壓，否那么可能損壞驅(qū)動器。

B.電流確實定供電電源電流一般根據(jù)驅(qū)動器的輸出相電流I來確定。如果采用線性電源，電源電流一般可取I的1.1～1.3倍；如果采用開關(guān)電源，電源電流一般可取I的1.5～2.0倍。如果用簡單的方法調(diào)整兩相步進電機通電后的轉(zhuǎn)動方向?只需將電機與驅(qū)動器接線的A+和A-〔或者B+和B-〕對調(diào)即可?；旌鲜讲竭M電機驅(qū)動器的脫機信號FREE一般在什么情況下使用?當脫機信號FREE為低電平時，驅(qū)動器輸出到電機的電流被切斷，電機轉(zhuǎn)子處于自由狀態(tài)〔脫機狀態(tài)〕。在有些自動化設(shè)備中，如果在驅(qū)動器不斷電的情況下要求直接轉(zhuǎn)動電機軸〔手動方式〕，就可以將FREE信號置低，使電機脫機，進行手動操作或調(diào)節(jié)。手動完成后，再將FREE信號置高，以繼續(xù)自動控制。兩相混合式步進電動機86系列————小體積，高轉(zhuǎn)矩，低振動絕緣電阻——500VDC100MΩMin軸向間隙——0.1～0.3mm徑向跳動——0.02mmMax溫升——65KMax絕緣強度——750VAC1Minute環(huán)境溫度——-20℃～+絕緣等級——B級技術(shù)數(shù)據(jù)貨物編碼型號相數(shù)步距角(°)靜態(tài)相電流(A)相電阻(Ω)相電感(mH)保持轉(zhuǎn)矩(Nm)定位轉(zhuǎn)矩(Nm)空載啟動頻率(半步方式)(KHz)重量(Kg)轉(zhuǎn)動慣量(gc㎡)外形圖接線圖00023086BYG250B-SAFRBL-040220.9/1.840.654.05.00.21.73.230001a00026086BYG250C-SAFRBC-030220.9/1.831.6267.00.21.74.245001a表中電機空載啟動頻率的測試條件：驅(qū)動電壓為70VDC典型適配驅(qū)動器：SH-20806NSH-20803NSH-20806型號說明矩頻特性曲線接線說明考前須知:1．電機安裝時務必用電機前端蓋安裝止口定位，并注意公差配合，嚴格保證電機軸與負載軸的同心，否那么會造成電機軸彎曲和斷裂。2．電機與驅(qū)動器連接時，請勿接錯相。3.對于電機引線方式，用戶訂貨時需事先聲明，由廠家接好線，用戶不必自己改動小結(jié)在機電一體化設(shè)備中86系列兩相混合式步進電動機應用于上料單元，用于上料楊臂的升降動作。絕緣電阻——500VDC100MWMin軸向間隙絕緣電阻——500VDC100MWMin軸向間隙——0.1～0.3mm徑向跳動——0.02mmMax溫升——65KMax絕緣強度——750V50Hz1Minute環(huán)境溫度——-20℃～+50絕緣等級——B級————小體積，高轉(zhuǎn)矩，低振動技術(shù)數(shù)據(jù)貨物編碼型號相數(shù)步距角(°)靜態(tài)相電流(A)相電阻(Ω)相電感(mH)保持轉(zhuǎn)矩(Nm)定位轉(zhuǎn)矩(Nm)重量(Kg)轉(zhuǎn)動慣量(gc㎡)外形圖00099586BYG250BN-SAFRBL-040120.9/1.841.1115.00.082.61200100088286BYG250CN-SAKRBL-050120.9/1.850.87.27.50.343.642802典型適配驅(qū)動器：SH-20806NSH-20806SH-20806CN等型號說明矩頻特性曲線86BYG250C86BYG250CN-SAKRBL-0501驅(qū)動方式：雙極恒流步距角：1.8°接線方式：標準方式考前須知:1．電機安裝時務必用電機前端蓋安裝止口定位，并注意公差配合，嚴格保證電機軸與負載軸的同心，否那么會造成電機軸彎曲和斷裂?？记绊氈?1．電機安裝時務必用電機前端蓋安裝止口定位，并注意公差配合，嚴格保證電機軸與負載軸的同心，否那么會造成電機軸彎曲和斷裂。2．電機與驅(qū)動器連接時，請勿接錯相。小結(jié)在機電一體化設(shè)備中86系列兩相混合式步進電動機應用于升降梯立體倉庫單元的升降梯上，用于提升貨物。兩相混合式步進電動機細分驅(qū)動器SH–20806————適應性寬，可靠性高，靈活性★全新的雙極恒相流加細分控制模式★★全新的雙極恒相流加細分控制模式★創(chuàng)新的自動尋優(yōu)電路使性能最優(yōu)化★最大64細分的多種運行模式可選★24V～70V直流供電★最大輸出驅(qū)動電流6A/相★輸入信號5V或24V接口可選★輸入信號光電隔離★輸出電流可方便設(shè)定★過流、過壓、錯相保護★脫機保持功能★提供節(jié)能的半電流運行模式★提供自動試機功能★精巧的外形尺寸便于安裝概述本驅(qū)動器引入了全新的電流控制技術(shù)，從而大大改善了電機電流的控制精度，進一步降低了力矩的脈動，提高了細分的精度，并且可以將電機的損耗降低30%，到達減小電機溫升的效果。更寬的電壓電流應用范圍可以滿足更多的應用場合。通過控制模式的調(diào)整以及輸出電流方便設(shè)定功能可以適配多種型號電機均能到達最正確運行效果。新引入的接口適應能力可以方便地與PLC適配。是一款適應性寬，使用靈活方便，性能優(yōu)異的細分驅(qū)動器。性能指標電氣特性〔環(huán)境溫度Tj=25℃供電電源24V~70VDC，容量0.2KVA輸出電流峰值6A/相〔Max〕〔輸出電流可由面板撥碼開關(guān)設(shè)定〕驅(qū)動方式恒相流PWM控制勵磁方式A型：整步，半步，4細分，8細分，16細分，32細分，64細分，改善半步B型：整步，半步，4細分，5細分，8細分，10細分，20細分，40細分絕緣電阻在常溫常壓下＞500MΩ絕緣強度在常溫常壓下0.5KV，1分鐘使用環(huán)境及參數(shù)冷卻方式強制風冷使用環(huán)境場合盡量防止粉塵、油霧及腐蝕性氣體溫度0℃～+濕度＜80%RH，無凝露，無結(jié)霜震動5.9m/s2Max保存溫度-20℃~+外形尺寸132×77×60mm重量0.64Kg功能及使用電源電壓本驅(qū)動器采用直流電源供電，由機殼正面的紅色指示燈指示。電源電壓在24V～70VDC之間都可以正常工作，用戶可以直接采用變壓器整流加電容濾波電路提供。但注意應使整流后電壓紋波峰值不超過70V?？紤]到電網(wǎng)電壓的波動，變壓器副邊空載輸出電壓建議小于50VAC。采用較低的電源電壓會使電機高速運行力矩下降，但有助于驅(qū)動器降低溫升和增加低速時的運行平穩(wěn)性。所加電源的輸出能力應不少于電機的額定相電流，電源電壓越低那么對電源電流輸出能力的要求越大。接線時務必注意電源正負，切勿反接！輸出電流選擇本驅(qū)動器最大輸出電流值為峰值6A/相?？梢酝ㄟ^側(cè)板第1〔S1〕，2〔S2〕，3〔S3〕位撥碼開關(guān)在30%~100%滿度電流之間進行8種電流值的選擇〔詳見電流選擇表〕。為用戶選配不同的電機及調(diào)整電機的驅(qū)動電流帶來了極大的方便。細分選擇本驅(qū)動器有A、B兩種類型，每種類型各提供8種細分運行模式。對于A型，可提供整步、半步、4細分、8細分、16細分、32細分、64細分及改善半步模式；對于B型，可提供整步、半步、4細分、5細分、8細分、10細分、20及40細分模式。對于類型的選擇，用戶需要事先確定通知廠家。驅(qū)動器出廠時，面板上會有類型標注。8種細分模式用戶可通過側(cè)板第4〔MS1〕，5〔MS2〕，6〔MS3〕位撥碼開關(guān)方便進行設(shè)定〔詳見細分模式選擇表〕。細分步數(shù)均相對整步而言，如驅(qū)動整步為1.8度電機，設(shè)定整步運行時，一個脈沖使電機轉(zhuǎn)動1.8度，半步時，一個脈沖使電機轉(zhuǎn)動0.9度，4細分時一個脈沖那么使電機轉(zhuǎn)動0.45度??本驅(qū)動器提供了改善半步運行模式。驅(qū)動整步步距角1.8度的兩相電機時可實現(xiàn)每步0.9度的分辨率，即400步/轉(zhuǎn)。在這一點上與標準半步運行方式相同，但是由于采用了力矩補償技術(shù)，可以提高電機的低速力矩〔理論上最大可以提升40%〕，并且可有效解決相鄰兩拍之間的力矩波動，即強弱步問題，使電機的加速性和平穩(wěn)性得到改善。接口信號選擇通過側(cè)板第10位撥碼開關(guān)MODE可選擇適配不同的控制信號，置于‘0’時可適配5V的控制信號，置于‘1’時可適配24V的控制信號，分別適應控制機TTL電平信號和通用PLC的24V接口信號。置于‘0’時各輸入端內(nèi)置光耦的等效限流電阻為330Ω，而置于‘1’時內(nèi)置限流電阻切換到3KΩ，防止了在使用PLC24V控制信號時加串限流電阻的不便。注意：驅(qū)動器接口模式的設(shè)定和用戶實際使用的脈沖、方向、脫機信號幅度必須全部一致，否那么可能會導致工作異常甚至會造成內(nèi)部電路損壞！最優(yōu)運行性能調(diào)節(jié)本驅(qū)動器內(nèi)置了創(chuàng)新的自動尋優(yōu)電路，可以根據(jù)所配合電機當前的工作狀況按照震動和噪音最小化的目標搜尋最正確的控制模式，無需人工干預，結(jié)合細分模式對電機震動噪音的抑制作用，對于大多數(shù)的電機而言都可以獲得比擬滿意的效果。脫機功能脫機控制端外加低電平時，驅(qū)動器將切斷電機各相繞組電流使電機軸處于自由狀態(tài)，此時步進脈沖將不能被響應。此狀態(tài)可有效降低驅(qū)動器和電機的功耗和溫升。當不需用此功能時，脫機端可懸空。半自動電流通過側(cè)板第8位撥碼開關(guān)HC可選擇是否開放自動半電流，置于‘0’時無效，置于‘1’時為半電流有效，此時假設(shè)電機運行速度低于1轉(zhuǎn)/分〔不管設(shè)定為何種細分模式〕，驅(qū)動器輸出電流自動減為額定值的70%，損耗減為50%；電機轉(zhuǎn)速高于1轉(zhuǎn)/分時，驅(qū)動器立即自動恢復正常工作。自動半電流功能能夠降低電機不運轉(zhuǎn)時驅(qū)動器和電機的損耗，減少發(fā)熱。但此時電機的保持力矩也會下降。試機功能驅(qū)動器內(nèi)置脈沖發(fā)生器，可通過驅(qū)動器面板第9位撥碼開關(guān)TEST進行選擇。置于‘1’時，驅(qū)動器能在無外部脈沖輸入的情況下，實現(xiàn)電機恒速試運轉(zhuǎn)，用來檢驗系統(tǒng)運行狀況，脈沖頻率11Hz。注意：1：在系統(tǒng)正式運行之前，務必將試機功能開關(guān)設(shè)置在‘0’側(cè)。否那么將導致驅(qū)動器內(nèi)部脈沖與外部脈沖的沖突。2：在使用試機功能時，一定要切除半電流功能，即一定要將HC設(shè)定在“0〞位！錯相保護兩相電機與驅(qū)動器連接時，用戶極易接錯相，從而嚴重損壞驅(qū)動器。本驅(qū)動器設(shè)計了錯相保護電路，用戶接錯相時，驅(qū)動器不會損壞，但電機運行不正常，主要表現(xiàn)在出力極小。遇此情況，應檢查電機接線是否錯誤。輸入信號驅(qū)動器的信號輸入采用可拔插的端子，可以將其取下，接好線后再插上。脈沖信號輸入信號從高到低的下跳變被驅(qū)動器解釋為一個脈沖，此時驅(qū)動器將按照相應的時序驅(qū)動電機運行一步。脈沖低電平的持續(xù)時間不應少于500ns。本驅(qū)動器的信號最高響應頻率為1MHz，過高的輸入頻率將可能得不到正確響應。方向信號輸入該端的高電平和低電平被解釋為電機運行的兩個方向，信號的改變將使電機運行的方向發(fā)生變化。該端的懸空被等效認為輸入高電平。要注意一點是，應確保方向信號領(lǐng)先脈沖信號輸入至少10μs建立，從而防止驅(qū)動器對脈沖的錯誤響應。當不需換向時，方向信號端可懸空。脫機信號輸入該端外加低電平時，驅(qū)動器將切斷電機各相的電流使電機軸處于自由狀態(tài)，此時的步進脈沖將不能被響應，為了防止脫機信號消失后電機跳動，在脫機有效期間應停止脈沖信號的輸入。當不需用此功能時，脫機端可懸空。共陽端本驅(qū)動器的輸入信號采用共陽極接線方式，用戶應將控制信號的正電源〔5V或24V〕連接到該端子上，信號輸出線連接到相應的信號端子上，當信號輸入端出現(xiàn)低電平時相對應的內(nèi)部光耦開通，將信號輸入驅(qū)動器中。當用戶系統(tǒng)的信號無法提供共陽接線方式時，需要另做轉(zhuǎn)換接口的電路與之匹配，也可以和我們聯(lián)系，使用本公司的信號轉(zhuǎn)換模塊解決。典型接線圖注意：為了更好的使用本驅(qū)動器，用戶在系統(tǒng)接線時應遵循功率線〔電機相線，電源線〕與弱電信號線分開的原那么，以防止控制信號被干擾。在無法分別布線或有強干擾源〔變頻器，電磁閥等〕存在的情況下，最好使用屏蔽電纜傳送控制信號；采用較高電平的控制信號對抵抗干擾也有一定的意義。輸入接口輸入接口電路注意：R為驅(qū)動器內(nèi)置限流電阻，在24V模式下R=3K；5V模式時R=330。當控制信號不是5V或24V時，應根據(jù)信號電壓大小在各信號輸入端口〔非公共端〕外串限流電阻，如12V時加1K電阻〔此時應將MODE開關(guān)置于‘0’位〕。每路信號都要使用單獨的限流電阻，不要共用。小結(jié)在機電一體化設(shè)備中兩相混合式步進電動機細分驅(qū)動器SH–20806系列克分別用于驅(qū)動86和86N系列兩相混合式步進電動機，對于不同的電機在實際應用中的實際輸出扭矩不同參數(shù)設(shè)置也不相同，具體參數(shù)設(shè)置如下：配合上料單元的86BYG250B型號的電機使用的步進電機驅(qū)動器具體參數(shù)設(shè)置為：S1S2S3MS1MS2MS3MCHCTESTMODE0111100000配合升降梯立體倉庫單元的86BYG250CN型號的電機使用的步進電機驅(qū)動器具體參數(shù)設(shè)置為：S1S2S3MS1MS2MS3MCHCTESTMODE1000010000蝸輪蝸桿直流減速電機產(chǎn)品外形圖產(chǎn)品詳細資料型號電壓(VDC)轉(zhuǎn)速比第一點負載數(shù)據(jù)第二點負載數(shù)據(jù)L轉(zhuǎn)矩(N.m)電

流(A)轉(zhuǎn)速(r/min)轉(zhuǎn)矩(N.m)電

流(A)轉(zhuǎn)速(r/min)63JBW0011301:150.64≤0.41101.06≤0.510516863JBW0021301:150.95≤13701.7≤1.2535518763JBW003121:302.26≤71103.39≤9.810518763JBW004241:302.26≤3.61103.39≤5.010518763JBW005241:151.2≤31652.4≤4.2145168直流減速電機產(chǎn)品詳細資料減速比Ratio轉(zhuǎn)矩Kg轉(zhuǎn)速r/min型號Model1/101/151/201/251/401/751/100額定電壓〔VDC〕空載電流〔mA〕負載電流〔A〕L(mm)1012162032557570JB-55ZYN001J100010066504025131024≤150≤0.710670JB-55ZYN001J20002001331008050262024≤200≤1.310670JB-55ZYN001J300030020015012075403024≤400≤2.7106產(chǎn)品外形圖SDS系列數(shù)顯表RS-232-C接口說明光柵顯示系統(tǒng)廣泛應用于各類型機床設(shè)備、劃線機、坐標測量機、計量儀器等設(shè)備的動態(tài)位移數(shù)字顯示及精密測量、控制，讀數(shù)直觀、準確、可靠、迅速。此外該系統(tǒng)的功能齊全，安裝方便，操作簡單，無需花多少時間便可熟練掌握。普通機床使用該系統(tǒng)后，由于具有了可靠精密的坐標定位功能，不受絲杠的誤差及回程間隙的影響，能有效地提高機床的加工精度和加工效率，因此它將使您的工作效率得到很大的提高。SDS3-1數(shù)顯箱功能(通用型〕公制/英制轉(zhuǎn)換

絕對/相對轉(zhuǎn)換

線性誤差補償功能

正反方向計數(shù)

分中功能

歸零

絕對零參考點

分辨率設(shè)置

磨床去抖動功能

半/直徑轉(zhuǎn)換

RS-232-C接口〔附加〕

掉電記憶

符合輸出〔附加〕RS-232-C接口采用9腳D型插座，RS-232-C接口參數(shù)如下：每個字符包括11bits，即開始值(0)1位數(shù)據(jù)值8位(ASCⅡ碼，第一位為低位)奇偶校驗位1位偶校驗停止位(1)1位波特率為9600bits/sRS-232-C接口輸出的是ASCⅡ碼，連續(xù)傳遞數(shù)據(jù)，輸出格式為：“X=符號顯示值Y=符號顯示值Z=符號顯示值〞其中：“X〞包括11bits,“符號〞包括11bits顯示值中整數(shù)局部包括4×11bits，小數(shù)點(?)包括11bits，小數(shù)局部包括3×11bits。例：X-1234.567Y-1234.567Z-1234.5679腳插座的信號為：第2腳接收數(shù)據(jù)第3腳發(fā)送數(shù)據(jù)第5腳信號地傳輸線采用3m細線，連接方法如下：注：①如采用DOS接收程序，PC接頭4和6、7和8需短接。②如采用WIN32接收程序，PC接頭4和6、7和8應斷開。SDS3-1F帶RS-232-C接口數(shù)顯表采用實時傳輸方式，即一開機便開始傳送數(shù)據(jù)，輸出只有X軸數(shù)據(jù)。SDS8-2F和SDS8-3F具有在線通訊功能。SDS8-2BDF和SDS8-3BDF具有在線通訊功能和“3D〞碰邊通訊功能。在線通訊功能是在非計算狀態(tài)下按“√〞鍵，數(shù)據(jù)便可送出，并在米字管顯示區(qū)最左處顯示“>〞；“3D〞碰邊通訊功能是在碰邊時把數(shù)據(jù)送出的。附帶一張磁盤，SINO.EXE為接收程序，可用于測試數(shù)顯表的數(shù)據(jù)傳送。使用時先接上傳輸線，數(shù)顯表上電后在DOS狀態(tài)下鍵入SINO后即可開始接收數(shù)顯表送來的數(shù)據(jù)。SINO.CPP為C語言源代碼(BorlandC3.1)。使用COM1口接收。7、關(guān)于SINO.EXE的使用SINO.EXE程序是用來接收SINO公司光學尺顯示器傳送過來的三維點數(shù)據(jù)。開數(shù)顯表，在非計算功能狀態(tài)下按“√〞鍵，數(shù)據(jù)便可送出，并在米字管顯示區(qū)最左處顯示“>〞；“3D〞碰邊通訊功能是在碰邊時把數(shù)據(jù)送出的，此時PC機可開始接收數(shù)據(jù)。(SDS3-1F型開機便傳送數(shù)據(jù)，無須以上操作)。在DOS命令行下鍵入SINO回車后即可接收數(shù)據(jù)并顯示出來，用Esc鍵可退出接收。如果要產(chǎn)生文本文件，那么在DOS命令行下鍵入SINO>>SL.TXT回車后可接收數(shù)據(jù)，用Esc鍵可退出接收并產(chǎn)生數(shù)據(jù)文本，SL.TXT是文本文件名，您可以鍵入其它文件名獲得相應的文本文件。如果需要打印機數(shù)據(jù)，那么在DOS命令行下鍵入SINO>>PRN回車后可接受數(shù)據(jù)，用Esc鍵退出接收后開始打印。8、關(guān)于三維點數(shù)據(jù)與AutoCAD的連接在C盤建立子目錄SINO，拷入程序SINOCAD.BAT，SINOCAD.LSP，SINO1.EXE。開數(shù)顯表，在非計算功能狀態(tài)下按“√〞鍵，數(shù)據(jù)便可送出，并在米字管顯示區(qū)最左處顯示“>〞；“3D〞碰邊測量功能是在測量棒靠上工件時把數(shù)據(jù)送出的，此時PC機可開始接收數(shù)據(jù)。(SDS3-1F型開機便傳送數(shù)據(jù)，無須以上操作)。進入子目錄SINO，在DOS命令行下鍵入SINOCAD回車后即可接收數(shù)據(jù)，用Esc鍵可退出接收并產(chǎn)生數(shù)據(jù)文件SL.TXT。進入AutoCAD在命令行下鍵入(load“c:/sino/sinocad〞)回車后即調(diào)入SINOCAD.LSP程序，然后在命令行鍵入SIO回車后即將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為AutoCAD的三維點陣。另注：AutoCAD中的三維點缺省狀態(tài)下很小，可修改點類型(POINTSTYLE)，而后刷新(REGEN)即可。附：3D碰邊、測量功能1、碰邊功能1)按進入3D碰邊功能2)X軸碰邊預置數(shù)按Y軸和Z軸置數(shù)方法與X軸相同。3)測量棒碰邊時將所置數(shù)寫入數(shù)顯表按退出此功能。2、測量功能1)按進入3D碰邊功能2)按進入3D測量功能3)測量棒靠上工件時，鎖定測量數(shù)值4)傳送鎖定數(shù)據(jù)到PC機按退出此功能。KA系列光柵尺

其中KA-300是用量最多的標準尺〔TTL水平〕，KA-500為超小型薄尺〔20x18mm〕，代表當今中國高水平，為一些位置限窄的地方及專用測量儀器的安裝提供方便，KA-700是一種專為油壓系統(tǒng)及位置極難安裝而最新設(shè)計的產(chǎn)品，它的出現(xiàn)，將拓寬數(shù)顯裝置的使用范圍。規(guī)格\型號KA-300測量長度L，每50mm一個規(guī)格70-1020截面尺寸〔mm)25x34準確度±3/±5/±10μm(20°C/68°F)最大進給速度1m/s重復性±1計數(shù)脈沖密封保護IP55分辨率0.5/1/5輸出信號TTL結(jié)構(gòu)原理KA系列光學尺安裝機床上，移動位置位置的計數(shù)脈沖KA系列光學尺安裝機床上，移動位置位置的計數(shù)脈沖數(shù)顯表接收到計數(shù)脈沖進行計數(shù)處理計數(shù)值顯示出位置尺寸光學尺通過光電原理產(chǎn)生送入數(shù)顯表傳感器電容式接近開關(guān)怎樣選擇適宜的電容式接近開關(guān)選擇電容式接近開關(guān)時，按電氣參數(shù)，外形，外殼材料選擇概述電容式傳感器用作非接觸和無損耗地檢測金屬〔導體〕和非金屬〔不導體〕。開關(guān)距離和介電常數(shù)電容式傳感器的檢測距離是不一樣的。通過檢測導體材料〔如金屬〕可獲得最大的開關(guān)距離。當用電容式開關(guān)檢測金屬時，對于不同金屬的衰減系數(shù)是同常規(guī)電感式傳感器相反的。 非導體材料的開關(guān)距離取決于介電常數(shù)，檢測物的介電常數(shù)越大，獲得的開關(guān)距離越大?！脖?列出了一些重要材料的介電常數(shù)。〕木材的不同介電常數(shù)同木材的含水量有關(guān)。因為水具有很高的介電常數(shù)明顯高于干木材，結(jié)果導致更大的開關(guān)距離。開關(guān)距離的調(diào)整幾乎所有的TRUCK的電容式傳感器都可通過調(diào)節(jié)〔電位器〕來使用特定的應用。溫度補償TRUCK電容式傳感器表達了由于防止?jié)穸雀蓴_而表現(xiàn)得溫度補償?！?*頁類處了安裝調(diào)節(jié)說明及一些重要材料冊介電常數(shù)〕外殼材料隨著標準的塑料盒金屬外殼，TRUCK推出了一種Dyflo外殼來防止化學侵蝕。電容式接近開關(guān)工作原理圖1感應面圖電容式接近開關(guān)的感受面由兩個同軸金屬電極構(gòu)成，很象“翻開的〞電容器的電極〔圖1〕電極A和B連接在高頻振子的反響回路中。該高頻振子無測試目標時不感應。當測試目標僅僅傳感器外表時，它就進入了由這兩個電極構(gòu)成的電場。引起A、B之間的耦合電容增加，電路開始震蕩。每一振蕩的振幅均由一數(shù)據(jù)分析電路測得，并形成開關(guān)信號〔圖2〕。圖1感應面圖前視圖檢測物振蕩器檢波器輸出前視圖檢測物振蕩器檢波器輸出B：主電極C：輔助電極圖2電容式接近開關(guān)—工作原理影響因素電容式接近開關(guān)既能被導體目標感應，也能被非導體目標感應。以導體為材料的測試目標對傳感器的感應面形成一個反電極，由極板A和極板B構(gòu)成了串聯(lián)電容CA和CB〔圖3〕。該串聯(lián)電容的電容量總是大于無測試目標時由電極A和B所構(gòu)成的電容量。因為金屬具有高傳導性，所以金屬測試目標可獲得最大開關(guān)距離。在使用電容式傳感器時不必象使用電感式傳感器那樣，對不同金屬采用不同的校正因數(shù)。以非導體絕緣體為材料的測試目標可用以下方式感應其開關(guān)。將一塊絕緣體放在電容器的電極A和B之間〔圖4〕，使其電容量增加，增加量取決于介電常數(shù)。表1同時列出了普通固體材料和流體材料，這些材料的介電常數(shù)均大于空氣的介電常數(shù)〔空氣介電常數(shù)=1〕。一般而言，材料的介電常數(shù)越大，可獲得的開關(guān)距離就越大，測試有機材料時，開關(guān)距離在和大程度上取決于其水含量〔水含量=80！〕。環(huán)境條件的影響溫度影響TURCK公司制造的電容式傳感器適用變化范圍為-25至+70℃的環(huán)境溫度。電容式傳感器的溫度漂移比電感式傳感器要高一些〔≤0.2Sr，Sr﹤接地的影響當導體材料的測試目標接地時，開關(guān)距離就會有少許增加〔≤0.2xSr〕,如果對靈敏度進行調(diào)整，就會抵消這種增加。溫度、灰塵、露水等的影響在實際使用中，電容式傳感器會受到濕度灰塵等因素的影響，導致開關(guān)誤動作。為克服這種影響，每個傳感器都裝有補償電極C，該電路為負反響電路的一局部。在某些情況下，溫度補償電路可能會有副作用。例如單紙可以在一定距離內(nèi)被檢測出來。但如果這張紙感應面太近。就可能回啟動補償電路。這種“微小影響〞被認為是一種需要抑制的干擾開關(guān)距離和介電常數(shù)由圖可以看出開關(guān)距離〔Sr〕取決于物體的介電常數(shù)〔εr〕，通過檢測金屬物時，可以獲得最大的開關(guān)距離(100%)對于其它材料物體開關(guān)距離會被減少。表1列出了一些重要材料的介電常數(shù)，由于水的介電常數(shù)很高。而木材的含水量不同，故不同要材的介電常數(shù)是不一樣，的檢測濕木材容易。表1材料介電常數(shù)材料介電常數(shù)材料介電常數(shù)材料介電常數(shù)空氣1聚乙烯2.3紙板壓制的碎屑4硬紙4.5特氟龍2聚丙烯2.3有機玻璃3.6石英砂4.5木材2．。。7電纜膠皮化合物2.5環(huán)氧樹脂粘合計3.6玻璃5石蠟2.2軟橡膠2.5電木3.6聚跣胺5汽油2.2硅2.8石英玻璃3.7云母6松節(jié)油2.2聚氯乙烯2.9硬橡膠4大理石8變壓器油2.2聚本乙烯3油紙4酒精25.8紙2.3賽璐鉻3陶瓷4.4水80安裝安裝模式TURCK公司制造的所用電容式傳感器都有一個內(nèi)金屬屏蔽，以確保電廠僅在感應面的前面起作用。它們在任何材料〔導體和非導體〕內(nèi)都適合于齊平式安裝。齊平安裝時，對開關(guān)距離的影響為最小，而且這種影響可以通過調(diào)整電位器來克服。在非齊平式安裝中，可允許的開關(guān)距離比齊平式增加50%。調(diào)整方法根本調(diào)整方法大多數(shù)TURCK電容式傳感器都有一個20圈的螺旋電位計，用于開關(guān)距離的微調(diào)，在制作過程中，通常使用3×Sn見方的接地方鋼作為測試目標，范圍設(shè)置成0.7﹍0.8Sn，所有技術(shù)數(shù)據(jù)均在此測試目標。當測試目標具有低介電常數(shù)〔如紙，玻璃〕時，可以通過順時針方向旋轉(zhuǎn)電位計來增加靈敏度。應該注意的是，任何這種增加都會產(chǎn)生一個受環(huán)境變化〔如溫度、濕度、灰塵等〕所影響的非常關(guān)鍵的開關(guān)點。如果沒有把握，建議使用接地測試目標。〔如上所述〕來進行測試，齊平式校正至Sr≤1.2Sn，非齊平式校正至Sr≤1.5Sn。系列校正當需要校正大量具有相同測試目標的電容式傳感器時，建議采用接地的標準測試目標作為測量參考。一旦確定了第一個傳感器的開關(guān)距離。剩下的傳感器便可作相應校正。注意：校正為Sr≥Sn時,開關(guān)滯后會大幅增加。圖1：電容式傳感器開關(guān)距離誤差圖1：電容式傳感器開關(guān)距離誤差電容式接近開關(guān)術(shù)語可用工作距離〔sa〕(圖.1)接近開關(guān)可靠工作的距離與額定工作距離的關(guān)系——電容式接近開關(guān)：sa﹤0.72·sn電磁兼容性〔EMC〕測試和極限值按生產(chǎn)標準EN60947-5-2定義緊固扭矩〔圖．2〕旋緊螺母時，不可使扭矩超出允許值適合螺母的扳手型號尺寸樣本已注明對于強震動，使用液壓扳手齊平和非齊平安裝接近開關(guān)齊平安裝，埋入金屬基座中，感應面與基座面齊平非齊平安裝時應露出金屬.非齊平安裝接近開關(guān)檢測距離大滯后〔H〕〔圖.3〕接近開關(guān)接通與斷開時。檢測物軸向位置差。用于檢測距離的百分比表示絕緣級別〔VDE0110b〕絕緣級別根據(jù)VDE0110b確定，主要包括：應用情況受周圍環(huán)境的影響如灰塵、溫度、老化等影響導致絕緣電阻減小。圖.3：滯后在使用中可能出現(xiàn)的絕緣故障圖.3：滯后絕緣級別B包括用于私人、銷售、商業(yè)的設(shè)備，高精度機械，實驗，醫(yī)療場所等。絕緣級別C包括主要用于工業(yè)，貿(mào)易，農(nóng)業(yè)，無加熱儲藏室，車間，罐區(qū)，機械加工等。最小工作電流〔Im〕保持開關(guān)功能最小工作電流僅對兩線接近開關(guān)而言空載工作電流〔Io〕供電與0伏間的電流值僅對三/四線接近開關(guān)而言關(guān)狀態(tài)電流〔Ir〕兩線接近開關(guān)：無鼓勵狀態(tài)電流三/四線接近開關(guān)：供電與0伏間的無鼓勵狀態(tài)電流〔PNP輸出〕，輸出和供電壓端的無鼓勵狀態(tài)電流〔NPN輸出〕開關(guān)距離〔s〕隨著物體做軸向接近而改變的距離。輸出功能常開〔N.O.〕：開狀態(tài)接近開關(guān)無輸出，關(guān)狀態(tài)有輸出。常閉〔N.C.〕：開狀態(tài)接近開關(guān)有輸出，關(guān)狀態(tài)無輸出?；パa輸出：當傳感器被鼓勵時，另一個輸出關(guān)閉?？捎霉ぷ骶嚯x在允許溫度和電壓范圍內(nèi)的可靠工作距離相關(guān)工作距離——電容式傳感器額定工作距離采用標準檢測物軸向接近測得。制造誤差和外部影響不被考慮。樣本只標注額定工作距離實際開關(guān)距離在固定溫度和供電條件下測得的開關(guān)距離制造誤差算在內(nèi)與額定工作距離的關(guān)系防護級別外殼對固體和液體的防護IP65：直立局部壓力下的完全接觸保護，防塵和淋水。IP67：直立局部壓力下的完全接觸保護。水下1米，30分鐘不滲水。額定工作電流〔Ie〕最大負載電流余波殘留的交流電壓疊加于直流電壓通常供電余波為10%〔頂點到頂點〕是允許的標準檢測物圖.4開關(guān)頻率f方形金屬塊用于標定額定開關(guān)距離圖.4開關(guān)頻率f材料：37號鋼1mm厚外形尺寸：3倍額定工作距離，前提是如果3sn超過感應面直徑，否那么應大于感應面的直徑。電壓降〔Ud〕開關(guān)輸出電壓斷線保護如果導線斷了，輸出關(guān)閉〔無故障〕開關(guān)頻率〔f〕每秒開關(guān)變化的最大次數(shù)用標準圓盤檢測〔見圖.4〕最大開關(guān)頻率的距離s=sn/2〔標準圓盤〕電感式接近開關(guān)圖1：電感式傳感器開關(guān)距離誤差電感式接近開關(guān)工作原理圖1：電感式傳感器開關(guān)距離誤差通過在金屬物體內(nèi)產(chǎn)生渦流效應，從而導致LC振蕩電路減弱。這一變化能被傳感器的放大電路感知。電感式接近開關(guān)是以無磨損和非接觸方式檢測金屬物體。通過高頻交流電磁場非接觸檢測物體，對普通傳感器而言，磁場由繞在鐵氧體芯線圈構(gòu)成的LC振蕩電路形成。圖1：電感式傳感器開關(guān)距離誤差電感式接近開關(guān)術(shù)語圖1：電感式傳感器開關(guān)距離誤差可用工作距離〔sa〕(圖.1)接近開關(guān)可靠工作的距離與額定工作距離的關(guān)系sa﹤0.81·sn電磁兼容性〔EMC〕測試和極限值按生產(chǎn)標準EN60947-5-2定義緊固扭矩〔圖．2〕旋緊螺母時，不可使扭矩超出允許值適合螺母的扳手型號尺寸樣本已注明對于強震動，使用液壓扳手齊平和非齊平安裝接近開關(guān)齊平安裝，埋入金屬基座中，感應面與基座面齊平；非齊平安裝時應露出金屬.非齊平安裝接近開關(guān)有更大的檢測距離滯后〔H〕〔圖.3〕接近開關(guān)接通與斷開時。檢測物軸向位置差。用于檢測距離的百分比表示〔%〕圖.3：滯后絕緣級別〔VDE0110b〕圖.3：滯后絕緣級別根據(jù)VDE0110b確定，主要包括：應用情況受周圍環(huán)境的影響如灰塵、溫度、老化等影響導致絕緣電阻減小。在使用中可能出現(xiàn)的絕緣故障絕緣級別B包括用于私人、銷售、商業(yè)的設(shè)備，高精度機械，實驗，醫(yī)療場所等。絕緣級別C包括主要用于工業(yè)，貿(mào)易，農(nóng)業(yè)，無加熱儲藏室，車間，罐區(qū)，機械加工等。最小工作電流〔Im〕保持開關(guān)共能最小工作電流僅對兩線接近開關(guān)而言空載工作電流〔Io〕供電與0伏間的電流值僅對三/四線接近開關(guān)而言關(guān)狀態(tài)電流〔Ir〕兩線接近開關(guān)：無鼓勵狀態(tài)電流三/四線接近開關(guān)：供電與0伏間的無鼓勵狀態(tài)電流〔PNP輸出〕，輸出和供電壓端的無鼓勵狀態(tài)電流〔NPN輸出〕開關(guān)距離〔s〕隨著物體做軸向接近而改變的距離。輸出功能常開〔N.O.〕：開狀態(tài)接近開關(guān)無輸出，關(guān)狀態(tài)有輸出。常閉〔N.C.〕：開狀態(tài)接近開關(guān)有輸出，關(guān)狀態(tài)無輸出?；パa輸出：當傳感器被鼓勵時，兩個輸出中的一個關(guān)閉；當傳感器被鼓勵時，另一個輸出關(guān)閉。防護級別外殼對固體和液體的防護IP65：直立局部壓力下的完全接觸保護，防塵和淋水。IP67：直立局部壓力下的完全接觸保護。水下1米，30分鐘不滲水。IP68：包括IP67的內(nèi)容——24小時置于+70——24小時置于-25——水下1米放7天——+70℃至-25IP69K：抗高壓沖洗按DIN40050-9標準，基于EN60529額定工作距離采用標準檢測物軸向接近測得。制造誤差和外部影響不被考慮。樣本只標注額定工作距離實際開關(guān)距離在固定溫度和供電條件下測得的開關(guān)距離制造誤差算在內(nèi)與額定工作距離的關(guān)系修正因數(shù)帶鐵氧體磁芯的電感式接近開關(guān)的距離與檢測物的材質(zhì)有關(guān)。最大開關(guān)距離依據(jù)檢測物材料為37號鋼，其它材質(zhì)檢測距離將減小修正因素以37號鋼為依據(jù)標準修正參數(shù)值：材料修正因數(shù)37號鋼1黃銅0.35…0.5銅0.25…0.45鋁0.35…0.50不銹鋼0.6…1余波殘留的交流電壓疊加于直流電壓通常供電余波為10%〔頂點到頂點〕是允許的標準檢測物方形金屬塊用于標定額定開關(guān)距離材料：37號鋼1mm厚圖.4開關(guān)頻率f外形尺寸：3倍額定工作距離，前提是如果3sn超過感應面直徑，否那么應大于感應面的直徑。圖.4開關(guān)頻率f額定工作電流〔Ie〕最大負載電流開關(guān)頻率〔f〕每秒開關(guān)變化的最大次數(shù)用標準圓盤檢測〔見圖.4〕最大開關(guān)頻率的距離s=sn/2〔標準圓盤〕可用工作距離在允許溫度和電壓范圍內(nèi)的可靠工作距離相關(guān)工作距離電壓降〔Ud〕開關(guān)輸出電壓斷線保護如果導線斷了，輸出關(guān)閉〔無故障〕光電式傳感器檢測原理及術(shù)語——根底知識圖1早期的光電傳感器使用白熾燈作為光源；隨著技術(shù)的進步，現(xiàn)在使用非常小的LED做為光源。光電傳感器是一種小型電子設(shè)備，它可以檢測出其接收到的光強的變化。早期的用來檢測物體有無的光電傳感器是一種小的金屬圓柱形設(shè)備，發(fā)射器帶一個校準鏡頭，將光聚焦射向接收器，接收器出電纜將這套裝置接到一個真空管放大器上〔見圖1〕。在金屬圓筒內(nèi)有一個小的白熾燈做為光源。這些小而鞏固的白熾燈傳感器就是今天光電傳感器的雛形。圖1早期的光電傳感器使用白熾燈作為光源；隨著技術(shù)的進步，現(xiàn)在使用非常小的LED做為光源。LED〔發(fā)光二極管〕發(fā)光二極管是最早出現(xiàn)在19世紀60年代，現(xiàn)在我們可以經(jīng)常在電氣和電子設(shè)備上看到這些二極管作為指示燈來用。LED就是一種半導體元件，其電氣性能與普通二極管相同，不同之處在于當給LED通電流時，它會發(fā)光。由于LED是固態(tài)的，所以它能延長傳感器的使用壽命。因而使用LED的光電傳感器能被做得更小，且比白熾燈傳感器更可靠。不象白熾燈那樣，LED抗震動抗沖擊，并且沒有燈絲。另為LED所發(fā)出的光能只相當于同尺寸白熾燈所產(chǎn)生光能的一局部?！布す舛O管出外，它與普通LED的原理相同，但能產(chǎn)生幾倍的光能，并能到達更遠的檢測距離〕。圖2.圖2.光譜圖經(jīng)調(diào)制的LED傳感器到1970年，人們發(fā)現(xiàn)LED還有一個比壽命長更好的優(yōu)點，就是它能夠以非?？斓乃俣葋黹_關(guān)，開關(guān)速度可到達KHz〔見圖3〕。將接收器的放大器調(diào)制到發(fā)射器的調(diào)制頻率，那么它就只能對此頻率振動的光信號進行放大。圖3經(jīng)過調(diào)制的光源我們可以將光波的調(diào)制比喻成無線電波的傳送和接收。將收音機調(diào)到某臺，就可以忽略其他的無線電波信號，經(jīng)過調(diào)制的LED發(fā)射器就類似于無線電波發(fā)射器，其接收器就相當于收音機。圖3經(jīng)過調(diào)制的光源人們常常有一個誤解：認為由于紅外光LED發(fā)出的紅外光是看不到的，那么紅外光的能量肯定會很強。經(jīng)過調(diào)制的光電傳感器的能量大小與LED光波的波長無太大關(guān)系。一個LED發(fā)出的光能很少，經(jīng)過調(diào)制才將其變得能量很高。一個未經(jīng)調(diào)制的傳感器只有通過使用長焦距鏡頭的機械屏蔽手段，使接收器只能接收到發(fā)射器發(fā)出的光，才能使其能量變得很高。相比之下，經(jīng)過調(diào)制的就收器能忽略周圍的光，只對自己的光或具有相同調(diào)制頻率的光做出響應。圖4圖4調(diào)制傳感器的原理圖圖5周圍光源接收器可檢測到紅熱瓶子或金屬發(fā)出的紅外光如果一個金屬發(fā)射出的光比周圍的光強很多的話，那么它就可以被周圍光源接收器可靠檢測到〔見圖圖5周圍光源接收器可檢測到紅熱瓶子或金屬發(fā)出的紅外光但是并不是說經(jīng)調(diào)制的傳感器就一定不受周圍光的干擾，當使用在強光環(huán)境下時就會有問題。例如，未經(jīng)過調(diào)制的光電傳感器，當把它直接指向陽光時，它能正常動作。我們每個人都知道，用一塊有放大作用的玻璃將陽光聚集在一張紙上時，很容易就會把紙點燃。設(shè)想將玻璃替換成傳感器的鏡頭，將紙?zhí)鎿Q成光電三極管，這樣我們就很容易理解為什么將調(diào)制的接收器指向陽光時它就不能工作了，這是周圍光源使其飽和了。圖6光譜響應比擬：光電池VS.光電三極管調(diào)制的圖6光譜響應比擬：光電池VS.光電三極管紅外光LED是效率最高的光束，同時也是在光譜上與光電三極管最匹配的光束〔見圖6〕。但是有些傳感器需要用來區(qū)分顏色〔如色標檢測〕，這就需要用可見光源。在早期，色標傳感器使用白熾燈做光源，使用光電池接收器，直到后來創(chuàng)造了高效的可見光LED?，F(xiàn)在，多數(shù)的色標傳感器都是使用經(jīng)調(diào)制的各種顏色的可見光LED發(fā)射器。經(jīng)調(diào)制的傳感器往往犧牲了響應速度以獲取更長的檢測距離，這是因為檢測距離是一個非常重要的參數(shù)。未經(jīng)調(diào)制的傳感器可以用來檢測小的物體或動作非?？斓奈矬w，這些場合要求的響應速度都非?？臁５?，現(xiàn)在高速的調(diào)制傳感器也可以提供非?？斓捻憫俣?，能滿足大多數(shù)的檢測應用。光纖圖7.圖7.各式各樣的塑料光纖和玻璃光纖圖8圖8.單根光纖的接受角和出射角圖8表示了兩條入射光束〔入射角在接受角以內(nèi)〕沿光纖長度方向經(jīng)屢次反射后，從另一端射出。另一條入射角超出接受角范圍的入射光，損失在金屬外皮內(nèi)。這個接受角比兩倍的最大入射角略大，這是因為光纖在從空氣射入密度較大的光纖材料中時會有輕微的折射。光在光纖內(nèi)部的傳輸不受光纖是否彎曲的影響〔彎曲半徑要大于最小彎曲半徑〕。大多數(shù)光纖是可彎曲的，很容易安裝在狹小的空間。玻璃光纖圖10.玻璃光纖的結(jié)構(gòu)玻璃光纖由一束非常細〔直徑約圖10.玻璃光纖的結(jié)構(gòu)光纜的端部有各種尺寸和外形，并且澆注了鞏固的透明樹脂。檢測面經(jīng)過光學打磨，非常平滑。這道精心的打磨工藝能顯著提高光纖束之間的光耦合效率〔見圖10〕圖11圖11玻璃光纖外部的保護層通常是柔性的不銹鋼護套，也有的是PVC或其他柔性塑料材料。有些特殊的光纖可用于特殊的空間或環(huán)境，其檢測頭做成不同的形狀以適用于不同的檢測要求?！惨妶D11〕光纖檢測頭光芯做成多種形狀，以適應不同的檢測要求玻璃光纖鞏固并且性能可靠，可使用在高溫和有化學成分的環(huán)境中，它可以傳輸可見光和紅外光。常見的問題就是由于經(jīng)常彎曲或彎曲半徑過小而導致玻璃絲折斷，對于這種應用場合，我們推薦使用塑料光纖。塑料光纖圖12.玻璃光纖和塑料光纖的光譜傳輸效率圖塑料光纖由單根的光纖束〔典型光束直徑為0.25到1.5mm〕構(gòu)成，通常有圖12.玻璃光纖和塑料光纖的光譜傳輸效率圖多數(shù)的塑料光纖其檢測頭都做成探針形或帶螺紋的圓柱形，另一端未做加工以方便客戶根據(jù)使用將其剪短。邦納公司的塑料光纖都配有一個光纖刀。不像玻璃光纖，塑料光纖具有較高的柔性，帶防護外皮的塑料光纖適于安裝在往復運動的機械結(jié)構(gòu)上。塑料光纖吸收一定波長的光波，包括紅外光〔見圖12〕，因而塑料光纖只能傳輸可見光。與玻璃光纖相比，塑料光纖易受高溫，化學物質(zhì)和溶劑的影響。圖13.圖13.對射式和直反式光纖玻璃光纖和塑料光纖既有“單根的〞－對射式，也有“分叉的〞－直反式〔見圖13〕。單根光纖可以將光從發(fā)射器傳輸?shù)綑z測區(qū)域，或從檢測區(qū)域傳輸?shù)浇邮掌鳌７植媸降墓饫w有兩個明顯的分支，可分別傳輸發(fā)射光和接收光，使傳感器既可以通過一個分支將發(fā)射光傳輸?shù)綑z測區(qū)域，同時又通過另一個分支將反射光傳輸回接收器。直反式的玻璃光纖，其檢測頭處的光纖束是隨意布置的。直反式的塑料光纖，其光纖束是沿光纖長度方向一根挨一根布置。光纖的特殊應用圖14.光纖使用在特殊環(huán)境下由于光纖受使用環(huán)境影響小并且抗電磁干擾，因而能被用在一些特殊的場合，如：適用于真空環(huán)境下的真空傳導光纖〔VFT〕和適用于爆炸環(huán)境下的光纖。在這兩個應用中，特制的光纖安裝在特殊的環(huán)境中，經(jīng)一個法蘭引出來接到外面的傳感器上，光纖和法蘭的尺寸多種多樣〔見圖14〕。本安型傳感器，如圖14.光纖使用在特殊環(huán)境下檢測原理及術(shù)語——檢測模式檢測模式光電傳感器的檢測模式分為如下幾類：對射式、反射板式、偏振反射板式、直反式、寬光束式、聚焦式、定區(qū)域式和可調(diào)區(qū)域式。其中，直反式、寬光束式，聚焦式、定區(qū)域式和可調(diào)區(qū)域式有時又歸類于“光電接近檢測模式〞〔注意：不要與電容式或電感式接近開關(guān)混淆〕。對于光纖傳感器，如使用對射光纖，那么為對射式檢測模式；如使用直反式光纖，那么為接近式檢測模式。超聲波傳感器分對射式和接近式兩種檢測模式。對射式圖16.對射式檢測模式對射式檢測方式的發(fā)射器和接收器相互對射安裝，發(fā)射器的光直接對準接收器。當被測物擋住光束時，傳感器輸出產(chǎn)生變化以指示被測物被檢測到?！惨妶D圖16.對射式檢測模式對射式是最早使用的一種光電檢測模式。在調(diào)制光出現(xiàn)之前，發(fā)射器和接收器的對準是一個很大的難題。今天，對于使用高能調(diào)制光的光電傳感器，將發(fā)射器和接收器對準已非常容易。光路對準－對射式光路對準可使最大數(shù)量的發(fā)射光到達接收器，發(fā)射光要位于接收區(qū)域的中央位置。當發(fā)射器為可見光時，為使光路對準方便，在接收器鏡頭的正前方放一淺色的標定物，通過觀察照在標定物上的光斑來調(diào)整發(fā)射器位置。將標定物移開，觀察傳感器上的過量增益指示燈，細調(diào)發(fā)射器和接收器的位置以到達最正確的對準位置。檢測距離－對射式檢測距離是傳感器一個很重要的參數(shù)。對于對射式傳感器，此參數(shù)是指傳感器的發(fā)射器與接收器之間的最大距離。有效光束是指發(fā)射的所有光束中起作用的那局部，為可靠檢測物體，此局部光必須要被全部遮擋。對射式檢測模式的有效光束，我們可以將其比喻為連接發(fā)射器鏡頭〔或超聲波變送器〕與接收器鏡頭〔或變送器〕的一個桿〔見圖17〕，如果發(fā)射器和接收器的鏡頭大小不一樣，那么此桿會變成錐形。有效